射频横向双扩散场效应晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种射频横向双扩散场效应晶体管，包括P型衬底、在所述P型衬底上外延生长形成的P型外延层及位于P型外延层中离子注入形成的P阱，所述P阱用于形成沟道，所述在P型外延层中离子注入形成的P埋层。所述P埋层位于所述P阱的下方，所述P埋层与所述P阱相接触。本发明专利技术所述的射频横向双扩散场效应晶体管可以有效的降低寄生双极晶体管的基区电阻，从而抑制其寄生双极晶体管导通。并且P埋层与P阱一起对轻掺杂的漂移区进行耗尽，使漂移区表面电场分部均匀，降低多晶硅栅靠近漏端边缘下方电场强度，从而抑制热载流子注入到栅靠近漏端边缘氧化层中。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种射频横向双扩散场效应晶体管，包括P型衬底、在所述P型衬底上外延生长形成的P型外延层及位于P型外延层中离子注入形成的P阱，所述P阱用于形成沟道，所述在P型外延层中离子注入形成的P埋层。所述P埋层位于所述P阱的下方，所述P埋层与所述P阱相接触。本专利技术所述的射频横向双扩散场效应晶体管可以有效的降低寄生双极晶体管的基区电阻，从而抑制其寄生双极晶体管导通。并且P埋层与P阱一起对轻掺杂的漂移区进行耗尽，使漂移区表面电场分部均匀，降低多晶硅栅靠近漏端边缘下方电场强度，从而抑制热载流子注入到栅靠近漏端边缘氧化层中。【专利说明】
本专利技术涉及一种半导体集成电路，特别是涉及一种射频横向双扩散场效应晶体管，本专利技术还涉及该晶体管的制造方法。
技术介绍
随着3G时代的到来，通讯领域越来越多的要求更大功率的射频(RF)器件的开发。射频横向双扩散场效应晶体管(RFLDM0S)，由于其具有非常高的输出功率，早在上世纪90年代就已经被广泛应用于手提式无线基站功率放大中，其应用频率为900MHZ-3.8GHz。RFLDM0S与传统的硅基双极晶体管相比，具有更好的线性度，更高的功率和增益。如今，RFLDM0S比双极管，以及GaAs器件更受欢迎。在RFLDM0S的可靠性评估中，热载流子注入(HCI)和寄生双极晶体管是否容易导通是两个非常重要的指标，它们影响到器件的寿命。目前RFLDM0S的结构如图1所示，采用掺高浓度P型杂质的衬底，即P型衬底11，在所述P型衬底11上根据器件耐压的要求不同外延生长不同厚度和掺杂浓度的P型外延层12，随后形成栅氧17及多晶硅栅15，然后通过离子注入和扩散工艺分别形成轻掺杂的漂移区(LDD) 18、P阱14、N+源区110、N+漏区111和P+区域19，再分别形成法拉第屏蔽层16、P型多晶硅塞或金属塞13等后续其他工艺过程形成RFLDM0S。这种结构在漏端有轻掺杂的漂移区(LDD) 18，从而使其具有较大的击穿电压(BV)，同时由于其漂移区18浓度较淡，使其具有较大的导通电阻(Rdson)。而RFLDM0S在应用中，有时候会需要非常大的输出功率，因此需要器件具有非常低的导通电阻(Rdson)，此时，漂移区的浓度会增加，在原有法拉第屏蔽层不变的情况下，多晶硅栅氧边缘下方电场强度变大，使得HCI恶化。同时，在研发过程中，寄生的双极晶体管是否导通也是一项不容忽视的指标。这里的寄生双极管指的是，源端N型重掺杂区域形成的发射区、沟道P型中掺杂区域形成的基区和轻掺杂漂移区形成的集电区。其导通的原因主要是，沟道浓度太低或者有效沟道长度太短，基区电阻较大，使得基区和发射区正向导通。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种射频横向双扩散场效应晶体管，能降低寄生双极晶体管基区电阻从而抑制寄生双极晶体管导通，并且降低多晶硅栅氧靠近漏端边缘下方的电场强度从而抑制HCI。为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种射频横向双扩散场效应晶体管，包括P型衬底、在所述P型衬底上外延生长形成的P型外延层及位于P型外延层中的P阱，所述P阱用于形成沟道，所述在P型外延层中包括一 P埋层，所述P埋层位于所述P阱的下方，所述P埋层与所述P阱相接触。进一步的，所述P埋层的长度为源端到沟道底下区域的长度。进一步的，所述P埋层的长度为所述P型外延层的长度。进一步的，还包括氧化层和多晶硅栅、轻掺杂的漂移区、法拉第屏蔽层、N+源区、N+漏区、P+区域、以及P型多晶硅塞或金属塞。一种射频横向双扩散场效应晶体管的制造方法，包括:步骤1、在P型衬底上外延生长P型外延层；在P型外延层上面生长一层阻挡氧化层，然后通过离子注入形成P埋层。步骤2、多晶硅栅的形成，首先去除所述阻挡氧化层，接着热氧生长一层栅氧化层，然后淀积多晶硅，淀积光刻胶，最后通过光刻板定义刻蚀出多晶硅栅；步骤3、轻掺杂漂移区的形成，在不去除光刻胶的情况下，进行轻掺杂漂移区的N型离子注入，形成轻掺杂漂移区；步骤4、P阱的形成，光刻板定义出P阱区域及位置，刻蚀出该区域，通过自对准的工艺进行P型离子注入，然后高温推进形成；步骤5、通过光刻板分别定义出N+源区、N+漏区以及P+区域，分别进行离子注入形成N+源区、N+漏区以及P+区域；步骤6、法拉第屏蔽层的形成，淀积氧化层，淀积金属硅化物，光刻板定义出法拉第屏蔽层的面积和位置，然后刻蚀金属硅化物形成法拉第屏蔽层；步骤7、P型多晶硅塞或者金属塞的形成，光刻板定义出P型多晶硅塞或者金属塞的区域，刻蚀出槽，淀积P型多晶硅或者金属材料，通过研磨或者刻蚀等工艺形成。进一步的，步骤I中所述的离子注入形成P埋层为通过在所述P型外延层中光刻板定义刻蚀出P埋层的区域，然后注入P型杂质，高温推进形成一 P埋层。进一步的，步骤I中所述离子注入形成P埋层为在所述P型外延层中直接普注P型杂质，然后高温推进形成一 P埋层。进一步的，步骤I中所述离子注入形成P埋层，所述离子的种类为硼，其能量为100keV-1000keV，剂量为1.0e12-L Oe15CnT2 ;步骤3中所述的轻掺杂漂移区的N型离子注入，所述离子的种类为磷或砷，其能量为50keV-300keV，剂量为1.0en_4.0e12CnT2 ;步骤4中所述的P型离子注入，所述离子的种类为硼，能量为30-80keV，剂量为5e12-2e14Cm_2。进一步的，步骤6中所述的法拉第屏蔽层为一层。进一步的，步骤6中所述的法拉第屏蔽层为多层。本专利技术所述的射频横向双扩散场效应晶体管可以有效的降低寄生双极晶体管的基区电阻，从而抑制其寄生双极晶体管导通。并且P埋层的注入与P阱一起对轻掺杂的漂移区进行耗尽，使漂移区表面电场分部均匀，降低多晶硅栅靠近漏端边缘下方部分电场强度降低，从而抑制热载流子注入到栅边缘氧化层中。【专利附图】【附图说明】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细的说明:图1是现有的RFLDM0S器件的结构示意图；图2是本专利技术RFLDM0S器件第一实施例结构示意图；图3是本专利技术RFLDM0S器件第二实施例结构示意图；图4a是公知的RFLDM0S在HCI测试条件下的碰撞电离率图；图4b是本专利技术的RFLDM0S在HCI测试条件下的碰撞电离率图；图4c是公知的RFLDM0S与本专利技术RFLDM0S在沿着图4a中M切线所对应的电场强度曲线对比图；图5a是公知的RFLDM0S硼离子的浓度分布图；图5b是本专利技术的RFLDM0S硼离子的浓度分布图；图5c是公知的RFLDM0S与本专利技术RFLDM0S在沿着图5a中N切线所对应的硼离子浓度分布对比图；图6是公知的RFLDM0S与本专利技术RFLDM0S的转移特性曲线对比图；图1是公知的RFLDM0S与本专利技术RFLDM0S的击穿电压曲线对比图；图8a_8i是本专利技术RFLDM0S制造方法的流程示意图。主要器件【专利附图】【附图说明】:P型衬底11P型外延层12P型多晶硅塞或金属塞13P阱14多晶硅栅15法拉第屏蔽层16氧化层17轻掺杂的漂移区18P+区域 19N+源区 110N+漏区 111P型衬底201P`型外延层202P 埋层 203P 阱 204P型多晶硅塞或金属塞205多晶硅栅206氧化层207法拉第屏蔽层208轻掺杂的漂移区209P+区域210N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频横向双扩散场效应晶体管，包括P型衬底、在所述P型衬底上外延生长形成的P型外延层及位于P型外延层中的P阱，所述P阱用于形成沟道，其特征在于，所述在P型外延层中包括一P埋层，所述P埋层位于所述P阱的下方，所述P埋层与所述P阱相接触。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李娟娟，钱文生，韩峰，慈朋亮，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31